含风电电力系统中复合储能系统容量优化方法
杨天蒙1, 满林坤1, 齐阳1, 吴蒙2, 吴志明3
（1 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015；2 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006；
3 国网四川省电力公司成都供电公司，四川 成都 610072）
摘 要：大规模风电并网会严重影响电力系统的稳定运行及安全。分析了不同种类储能系统特性的情况，提出在系统内配置由超级电容器、电池储能以及抽水蓄能构成的复合储能系统，充分利用电池和超级电容器充放电较迅速的特点以平抑风电功率波动，利用抽水蓄能机组调节容量大的特点进行削峰填谷，以获得最小系统总成本为目标，对该复合储能系统的配置容量进行优化。以改进的IEEE RTS-96系统为例，并基于国内某风电场的历史出力数据，进行了仿真计算分析。仿真结果验证了该复合储能模型及其容量优化方法的有效性，在一定程度上提高了风电的渗透率以及系统的运行经济性。
关键词：电池储能；复合储能系统；抽水蓄能电站；超级电容器；风力发电
中图分类号：TM862；TM315 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2018)03-0007-05
Capacity Optimization Method of Hybrid Energy Storage System Containing Wind Power
YANG Tian-meng1, MAN Lin-kun1, QI Yang1, WU Meng2, WU Zhi-ming3
（1 Economy Technical Research Institute of Liaoning Electric Co., Ltd, Shenyang 11 0015, China;
2 Electric Power Research Institute of Liaoning Electric Co., Ltd, Shenyang 11 0006, China;
3 State Grid Sichuan Power Supply Company Chengdu Power Supply Company, Chengdu 610072, China）
Abstract: Large-scale wind power integration brings adverse effects to system’s steady operation and security. This paper analyzed the conditions of different kinds of energy storage systems characteristics, proposed to configure a hybrid energy storage system (HESS) composed of super capacitor (SC), battery energy storage system (BESS) and pumped storage power station, took full advantage of the rapid charge-discharge characteristics of batteries and super capacitor to stabilize the wind power fluctuation and made use of large pump storage group adjusting capacitor characteristics to carry out peak clipping and filling valley, so as to get the target of minimum system total cost, which optimized the configuration capacity of HESS. Taking the improved IEEE RTS-96 system for example and based on the historical contributing data of certain domestic wind power plant, computational analysis was carried out simulation. The results prove the effectiveness of the proposed method and it can improve the penetration of wind power and the power system operating economy.
Key words: battery energy storage; hybrid energy storage system; pumped storage power station; super capacitor; wind generation
参考文献
[1] BARTON J P, INFIELD D G.Energy storage and its use with intermittent renewable energy [J]. IEEE Transactions on Energy Conversion，2004，19(2)：441-448.
[2] 袁小明，程时杰，文劲宇. 储能技术在解决大规模风电并网问题中的应用前景分析[J]. 电力系统自动化，2013，37(1)：14-18.
[3] 严干贵，刘嘉，崔杨，等. 利用储能提高风电调度入网规模的经济性评价[J]. 中国电机工程学报，2013，33(22)：45-52.
[4] ZHANG N, KANG C, KIRSCHEN D S, et al. Planning Pumped Storage Capacity for Wind Power Integration[J]. IEEE Transactions on Sustainable Energy，2013，4(2)：393-401.
[5] 王成山，于波，肖峻，等. 平滑可再生能源发电系统输出波动的储能系统容量优化方法[J]. 中国电机工程学报，2012，32(16)：1-8.
[6] 韩晓娟，程成，籍天明，等. 计及电池使用寿命的混合储能系统容量优化模型[J]. 中国电机工程学报，2013，33(34)：91-97.
[7] 娄素华，易林，吴耀武，等. 基于可变寿命模型的电池储能容量优化配置[J]. 电工技术学报，2015，30(4)：265-271.
[8] GB/T 19963—2011 风电场接入电力系统技术规定[S].
[9] CHACRA F A, BASTARD P, FLEURY G, et al. Impact of energy storage costs on economical performance in a distribution substation[J]. IEEE Transactions on Power Systems，2005，20(2)：684-691.
[10] 蒋凯，李浩秒，李威，等. 几类面向电网的储能电池介绍[J]. 电力系统自动化，2013，37(1)：47-53.
[11] 胡泽春，丁华杰，孔涛. 风电- 抽水蓄能联合日运行优化调度模型[J]. 电力系统自动化，2012，36(2)：36-41.
